具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1至图3所示，一种可动态应答的声呐目标靶，包括：换能器、宽带功放模块、集成信号处理模块、上位机、前置预处理模块、电源模块、显示模块和输入模块；宽带功放模块分别与换能器、集成信号处理模块和前置预处理模块电性连接，宽带功放模块用于将通过DA转换得到的模拟信号作为功放的激励，并经功放电路驱动换能器发射应答信号，还用于将换能器输入的信号转发给前置预处理模块，集成信号处理模块分别与前置预处理模块和上位机电性连接，集成信号处理模块用于对接收信号进行数字化处理，还用于进行上位机参数应答与自由应答；前置预处理模块用于对接收到的换能器的阵元信号作低噪声线性放大，并经带通滤波和手动增益控制后送集成信号处理模块进行AD变换后再进行数字信号处理；上位机分别与集成信号处理模块、输入模块和显示模块连接，上位机用于发送指令和在显示模块上显示采集接收的信号；电源模块分别与宽带功放模块、集成信号处理模块、前置预处理模块、上位机和显示模块连接。

集成信号处理模块进行上位机参数应答时，实时分析接收信号，自动判决声呐发射信号的到达时刻，解算接收到声呐脉冲的声强级；结合对目标尺度、速度和强度等目标特性参数的计算与结合上位机给定的参数，生成相应回波信号。

集成信号处理模块进行上位机自由应答时，实时分析接收信号，自动判决声呐发射信号的到达时刻，解算接收到声呐脉冲的声强级；利用相应算法进行处理采集到的信号，生成相应回波数字信号。

集成信号处理模块还用于向上位机上传接收信号数据波形，供显示模块显示。

上位机发送的指令包括中心频率、信号形式、增益控制码、工作形式、目标径速、目标尺度、目标姿态、减功率。

具体的，换能器为圆环形水声换能器，全向发射与接收，水平覆盖360°。

集成信号处理模块包括AD-DSP-DA集成信号处理板和安装在处理板上的接口控制软件，集成信号处理模块用于进行接收信号、处理生成目标回波或辐射信号、发射信号。集成信号处理模块为AD-DSP-DA集成信号处理模块。

上位机包括上位机硬件和显控端上位机软件，上位机硬件包括主板、CPU、内侧和硬盘。显控端上位机软件是操控声呐目标靶设备的主要界面，通过以太网与机箱内AD-DSP-DA集成信号处理板连接。显控端上位机软软件是基于Visual C#设计开发，支持64位Windows 7操作系统。其中上位机下达命令：中心频率、信号形式、增益控制码、工作形式、目标径速、目标尺度、目标姿态、减功率等等。

电源模块的功能是将外来电源转换为相应的电源，再给其他模块供电。电源输入包含一种接口，接入交流220V，输出直流+5V、-5V、+12V、-12V、+15V、 +48V分别给其他模块供电。电源输出前需要有电源滤波器进行电源滤波处理防止电磁干扰。

输入模块为键盘鼠标一体盘，可以采用笔记本键盘、触摸鼠标形式。

显示模块为液晶显示屏。

在不少于一个的实施例中，宽带功放模块、集成信号处理模块、上位机、前置预处理模块、电源模块、显示模块和输入模块集成在一体机上。将各个功能集成在一个机箱内实现干端为一体机，携带和操作方便。

一体机的机箱上面设计一个把手，机箱底部可安装四个垫脚。键鼠一体盘安装在机箱外部的前侧，具有折叠功能。液晶显示屏安装在机箱内部的最前侧，上位机硬件安装在液晶显示屏的后方，电源模块安装在上位机硬件后方的左侧。

在电源模块的右侧安装母板。母板上面并列直插前置预处理模块板与 AD-DSP-DA集成信号处理板，整体做成小盒子形式与底板固定。

在母板区域与电源模块区域后方安装宽带功放模块。宽带功放模块整体做成小盒子形式与底板固定。图2为一种可动态应答式的声呐目标靶的内部构造俯视图。

在一体机右侧面板布置一个散热风扇，给功放模块区域与母板区域散热。左侧面板布置一个散热风扇、一个接收信号的输出接口(BNC)、一个功放发射输出接口(BNC)、一个RJ45网络接口、两个USB接口、一个三孔电源插座、一个电源开关、一个保险丝插座、一个禁发按钮(自锁式开关)及四只指示灯(三绿一红)，一个铭牌位置，另外在左侧面板后端安装一个航空插座，用于连接换能器电缆。

一种可动态应答的声呐目标靶增加了多种信号形式也可以选择自由应答模式，适配多种声呐型号，在不改动硬件基础上，也可以根据需要添加相关反馈信号。

本发明的一种可动态应答式的声呐目标靶用于在真实传播环境下，对声呐的性能指标要求进行检测。将一种可动态应答式的声呐目标靶设备置于试验舰，试验舰驶离本舰至预设区域。开始工作后，当声呐发射信号到达声呐目标靶设备的圆环换能器，经前置放大、滤波以及增益控制、AD实时采集，再对采集信号进行分析，自动判决声呐发射信号的到达时刻，并且对接收声源级进行实时测量。可以结合设置的参数实时计算生成具有不同频移、时域拓展及反射强度的模拟回波数字信号，或者自由应答(自由应答反应了双程传播损失，而上位机参数应答反应单程传播损失)，利用相应算法进行处理采集到的信号，生成相应回波数字信号，再进行DA转换将数字回波信号转换为模拟信号作为功放的激励，最后经功放电路驱动圆环换能器发射应答信号。本舰声呐通过改变MGC、门限等等参数对应答信号进行检测、跟踪，测出声呐目标靶设备处模拟目标的距离与方位，再根据实际试验舰的距离与方位，验证声呐的探测性能。

实施例二

在上述实施例一的基础上，一种可动态应答的声呐目标靶的应答方法，包括：上位机参数应答方法和自由应答方法；

上位机参数应答方法包括：

实时分析接收信号，自动判决声呐发射信号的到达时刻，解算接收到声呐脉冲的声强级；

结合对目标尺度、速度和强度等目标特性参数的计算与结合上位机给定的参数，生成相应回波信号；

自由应答方法包括：

实时分析接收信号，自动判决声呐发射信号的到达时刻，解算接收到声呐脉冲的声强级；

利用相应算法进行处理采集到的信号，生成相应回波数字信号。

回波信号数学模型为：

其中，ξ表示目标多普勒频移；f₀为信号中心频率；v为径向速度；c为水中声速；H为目标投影尺度；L为子波时延；N为子波个数；s为生成的数字回波信号；A为对接收声强级及目标姿态分析后，得出的回波声源级对应信号幅度。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。